Синтез системы автоматического управления технологическим процессом ректификации в колонне К-102

Изм.  Лист    № докум.         Подп.      Дата Разраб.         Доброрадных                                        Пров.            Гринюк Утв.              Гринюк

Лист 1

Лит. у

Листов

2. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

2.1. Разработка модели технологического процесса

Качество динамических характеристик, полученных экспериментально, в значительной мере определяется в выборе правильной методики исследований. При рассмотрении исследуемой системы, прежде всего, необходимо установить существующие в ней внутренние связи между отдельными входными и выходными величинами.

Каждая исследуемая система имеет  входных величин и  выходных величин. Между входными и выходными величинами существуют внутренние динамические связи, вид которых определяется соответствующими динамическими характеристиками.

Обозначим динамическую характеристику связи между i-м входом и j-м выходом передаточной функцией . Тогда динамическая система будет иметь  характеристик. Они образуют характеристическую матрицу:

,                                     (2.1)

описывающую все динамические свойства системы.

Для такого сложного объекта как ректификационная колонна К-102 динамические характеристики целесообразно определить опытным путем для сложной системы в целом. Его преимущество состоит в большой достоверности полученных характеристик

Атмосферная колонна К-102 является объектом, который характеризуется большим количеством взаимосвязанных параметров, продолжительностью переходных процессов и значительным запаздыванием по отдельным каналам.

Проведение экспериментов с нанесением детерминированных возмущающих воздействий на промышленных ректификационных колоннах затруднено ввиду необходимости приложения значительных возмущений, сложности продолжительной стабилизации процесса и устранения шумовых помех. Поэтому исследование каналов управления и их динамических характеристик проводилось с помощью методов статистической динамики, позволяющих изучить характеристики объекта в условиях его нормальной эксплуатации.

Для этой цели использовались экспериментальные данные о параметрах процесса ректификации в колонне К-102, полученные путем непрерывных измерений его параметров в течение 12 часов с дискретностью 23 секунды. Общее количество измерений – 2000 по каждому параметру процесса.

Качество целевых продуктов разделения, представляющих основные фракции – головной погон НК –140°С, боковой погон 140-180°С, боковой погон 180-230°С, боковой погон 230-360°С, нижний (кубовый) продукт – мазут, по температурам их кипения в настоящее время в автоматическом режиме не контролируются. Поэтому в качестве косвенных параметров в некоторой мере, отражающих качество данных фракций, можно принять следующие параметры: температуру верха колонны  (для головного погона) и температуры тарелок, с которых боковые погоны выводятся каждый в свою отпарную колонну (стриппинг-секцию), а именно, температура на 29 тарелке  – соответствует качеству фракции 140-180°С, температура на 17 тарелке  –качеству фракции 180-230°С, температура на 6 тарелке  –качеству фракции 230-360°С, температура низа колонны  – качеству мазута. Данные параметры для колонны К-102 являются выходными регулируемыми величинами.

К основным управляющим параметрам колонны можно отнести – расход острого орошения , расход верхнего циркуляционного орошения , расход 1 циркуляционного орошения (1ЦО) , расход второго циркуляционного орошения (2ЦО) , расход водяного пара в колонну .

Отбензиненная нефть подается из колонны К101, нагретая в П-100, 101 до определенной температуры, подается в исследуемую колонну по двум трансферным линиям. Поэтому расход нефти  и ее температура  являются вероятностными величинами и их можно отнести к основным возмущающим воздействиям. Также к данной группе параметров можно отнести уровень среды в колонне К-102 .